專利名稱：汽車充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車附助裝置，具體地說是指一種可幫助汽車啟動(dòng)的充電裝置。
背景技術(shù)：
汽車中的電池是汽車啟動(dòng)及行駛過程中必不可少的動(dòng)力裝置之一，傳統(tǒng)的汽車電池的充電裝置一般為鉛酸電池充電裝置，其電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。并且現(xiàn)有技術(shù)中的汽車電池充電裝置大多采用疊片變壓器，即EI變壓器，不但其體積和重量較大、不便攜帶，且功率小、震動(dòng)噪聲大、成本也較高。
汽車啟動(dòng)時(shí)需要較大的電流，尤其是在寒冷的環(huán)境下，需要電池有較高的能量才能啟動(dòng)。因此，當(dāng)電池的電量不足，無法提供啟動(dòng)所需的大電流時(shí)，汽車則難以或無法啟動(dòng)，而現(xiàn)有的充電裝置無法直接在汽車啟動(dòng)時(shí)給電池補(bǔ)充電量，這樣，在電池電量不足時(shí)，電池就無法幫助汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。因此，當(dāng)電量不足時(shí)，就必須先對(duì)電池進(jìn)行充電，其缺點(diǎn)有兩方面一方面是充電所需時(shí)間較長，使用者需要等待較長的時(shí)間；另一方面是充電前電池雖然電量不足，但是仍有部分電量，在此種情況下進(jìn)行高頻率的充電，會(huì)影響電池的使用壽命。
另外，一般大功率充電裝置只對(duì)輸入單元，即電池，進(jìn)行保護(hù)，而沒有對(duì)輸出單元，即充電裝置進(jìn)行保護(hù)，這也會(huì)影響到充電裝置的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有汽車電池充電裝置的上述缺點(diǎn)，提供一種體積小、重量輕、噪聲小、使用安全、并可在汽車電池電量不足的情況下幫助汽車啟動(dòng)的汽車充電裝置。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案汽車充電裝置，包括變壓轉(zhuǎn)換單元，將外接的交流電壓轉(zhuǎn)換為不同的交流電壓輸出，包括環(huán)形變壓器及與該環(huán)形變壓器的初級(jí)線圈連接、用于進(jìn)行不同輸出交流電電壓選擇的轉(zhuǎn)換拔動(dòng)開關(guān)；整流單元，其輸入端與變壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接，將變壓轉(zhuǎn)換單元輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，從其輸出端輸出，為汽車電池充電，整流單元的輸出端即該汽車充電裝置的輸出端；功率轉(zhuǎn)換輸出單元，連接于整流單元的輸出端，對(duì)整流單元的輸出起開關(guān)作用；啟動(dòng)控制單元，與功率轉(zhuǎn)換輸出單元連接，在汽車啟動(dòng)時(shí)控制功率轉(zhuǎn)換輸出單元接通，使整流單元能向汽車電池輸出直流電進(jìn)行充電；充電控制單元，與功率轉(zhuǎn)換輸出單元連接，在汽車電池充電完成時(shí)控制功率轉(zhuǎn)換輸出單元斷開，停止充電。
前述汽車充電裝置，其功率轉(zhuǎn)換輸出單元進(jìn)一步包括一繼電器，其觸點(diǎn)連接于所述整流單元的輸出端，所述的啟動(dòng)控制單元包括一三極管及一負(fù)載電阻，該負(fù)載電阻的兩端分別與前述繼電器的輸出支路及三極管的基極連接，該三極管的集電極與所述繼電器輸入端連接，發(fā)射極連接一單刀雙擲的控制開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)，該控制開關(guān)的靜觸點(diǎn)為一空置端及一接地端。
該啟動(dòng)控制單元的三極管和功率轉(zhuǎn)換輸出單元的繼電器形成汽車啟動(dòng)狀態(tài)下的短路和反接保護(hù)電路。
前述汽車充電裝置，其充電控制單元進(jìn)一步包括檢測(cè)電路，與該充電裝置的輸出端連接，用于檢測(cè)汽車電池的電壓；滯回比較電路，與前述檢測(cè)電路連接，根據(jù)檢測(cè)電路提供的電壓產(chǎn)生一控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，與前述滯回比較電路的輸出端連接，受滯回比較電路提供的控制信號(hào)控制而接通或斷開，進(jìn)而控制所述功率換輸出單元的通斷；穩(wěn)壓電路，與滯回比較電路輸入端和整流單元的輸出端連接，為充電控制單元提供控制電源和基準(zhǔn)電源。
所述的檢測(cè)電路包括串聯(lián)于該充電裝置輸出端之間的一個(gè)可調(diào)電阻和兩個(gè)固定電阻，兩個(gè)固定電阻之間形成該檢測(cè)電路的輸出端；所述穩(wěn)壓電路包括一個(gè)三端穩(wěn)壓器、兩個(gè)濾波電容C1、C3及三個(gè)電阻R1、R2、R3，該三端穩(wěn)壓器的陽極接地，濾波電容C1與電阻R1串聯(lián)后與濾波電容C3所在支路并聯(lián)形成的支路一端接地，另一端與所述三端穩(wěn)壓器的陰極連接，電阻R2兩端分別與三端穩(wěn)壓器的參考端及陰極連接，電阻R3一端接地，另一端與三端穩(wěn)壓器的參考端連接，在該三端穩(wěn)壓器的陰極端和參考端得到兩組穩(wěn)壓電源，為滯回比較電路提供基準(zhǔn)電源和控制電源；所述滯回比較電路包括LM358集成電路芯片、負(fù)載電阻R4、R5及連接于該LM358集成電路芯片引腳2和引腳3之間的電容C2，且該LM358集成電路芯片的引腳1、引腳6短接后與所述電阻R4一端串接，該電阻R4另一端與所述LM358集成電路芯片的引腳3連接后與電阻R5串聯(lián)并與前述穩(wěn)壓電路的參考端連接，獲取基準(zhǔn)電壓，電源引腳8與前述穩(wěn)壓電路的陰極端連接獲取控制電源，輸入引腳2與檢測(cè)電路的輸出端連接，獲取檢測(cè)電壓，輸出引腳7與驅(qū)動(dòng)電路連接，輸出控制信號(hào)，引腳4接地；所述驅(qū)動(dòng)電路包括一電壓跟隨器和一驅(qū)動(dòng)三極管，該電壓跟隨器的輸入端與前述LM358集成電路芯片的輸出引腳7連接，所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極同時(shí)連接到兩電阻R9、R10組成的分壓電路及電壓跟隨器的輸出端，發(fā)射極接地，集電極與功率轉(zhuǎn)換單元的繼電器連接，所述電阻R9、R10串聯(lián)組成的分壓電路接于該充電裝置的輸出端之間。
前述述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)三極管和功率轉(zhuǎn)換輸出單元的繼電器形成汽車充電狀態(tài)下的短路和反接保護(hù)電路。
該汽車充電裝置進(jìn)一步包括一無源啟動(dòng)單元，該無源啟動(dòng)單元包括內(nèi)置蓄電池單元，連接到汽車電池，在汽車電池電量不足且無市電為汽車充電時(shí)幫助汽車啟動(dòng)；無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，連接于內(nèi)置蓄電池單元和汽車電池之間，用于在采用市電為汽車電池充電時(shí)，同時(shí)為內(nèi)置蓄電池單元進(jìn)行充電；電壓識(shí)別單元，與前述內(nèi)置蓄電池單元連接，用于判斷該內(nèi)置蓄電池單元的存電量。
所述的無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元包括一繼電器K2、兩個(gè)三極管Q4、Q5及三個(gè)偏置電阻R14、R15、R16，繼電器K2的觸點(diǎn)接于內(nèi)置蓄電池單元和汽車電池的正極之間，該繼電器K2的一端接于內(nèi)置蓄電池單元的正極，另一端接于三極管Q4的集電極，電阻R14的一端接于汽車電池的正極，另一端與電阻R15、R16的一端連接，電阻R15、R16的另一端分別接三極管Q4的基極和汽車電池的負(fù)極，三極管Q4的基極接三極管Q5的集電極，三極管Q4的發(fā)射極接三極管Q5的發(fā)射極，三極管Q5的基極與所述LM358集成電路芯片的輸出引腳7連接。
所述的電壓識(shí)別單元包括LM324N電壓識(shí)別芯片、發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4和電阻R29、R30、R25、R26，LM324N電壓識(shí)別芯片的引腳1、引腳7、引腳8、引腳14控制發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4關(guān)閉，電阻R29、R30、R25、R26組成的分壓電路所分出的電壓控制LM324N電壓識(shí)別芯片的引腳引腳3、引腳5、引腳10、引腳12。
前述汽車充電裝置，其功率轉(zhuǎn)換輸出單元的輸出端串接有一線路斷路器。
綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)一，設(shè)有啟動(dòng)控制單元，可在啟動(dòng)時(shí)控制該充電裝置對(duì)汽車電池進(jìn)行充電，使汽車電池有足夠的能量提供啟動(dòng)時(shí)所需的電流，從而可幫助汽車啟動(dòng)；二，無源啟動(dòng)單元可在汽車電池電量不足且沒有市電的情況下幫助汽車啟動(dòng)；三，充電控制單元在充電裝置為汽車電池充電時(shí)，充電后可使充電裝置自動(dòng)停止工作；四，選用環(huán)形變壓器使整個(gè)充電裝置體積小、重量輕、噪聲小、成本較低；五，具有專門針對(duì)充電裝置設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置，使該充電裝置不會(huì)因短路、反接等原因而被燒毀，延長其使用壽命。


圖1為本發(fā)明的電路原理框圖；圖2為本發(fā)明的總體電路圖；圖3為本發(fā)明無源啟動(dòng)單元的電路圖；圖4為本發(fā)明電壓識(shí)別單元的電路圖。
具體實(shí)施例下面參照?qǐng)D1至圖4詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
參照?qǐng)D1，該充電裝置用于對(duì)汽車電池80充電及幫助汽車啟動(dòng)，其主要結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)換變壓單元20、整流單元30、功率轉(zhuǎn)換輸出單元40、啟動(dòng)控制單元50、充電控制單元60、保護(hù)單元70、電壓識(shí)別單元100及無源啟動(dòng)單元90。其中，無源啟動(dòng)單元90進(jìn)一步包括內(nèi)置蓄電池單元91和無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元92，保護(hù)單元進(jìn)一步包括保護(hù)電路72和電流跳跳閘部件71。
再參照?qǐng)D2，變壓轉(zhuǎn)換單元20用于將外接交流電壓轉(zhuǎn)換為不同的低壓交流電輸出，主要是包括環(huán)形變壓器T1及與環(huán)形變壓器T1的初級(jí)線圈連接的轉(zhuǎn)換撥動(dòng)開關(guān)S1。該環(huán)形變壓器T1的次級(jí)線圈一端接地，另一端與整流單元30連接。該轉(zhuǎn)換撥動(dòng)開關(guān)S1為多路開關(guān)，通過其各開關(guān)支路分別控制與環(huán)形變壓器T1初級(jí)線圈不同位置的抽頭連接，先擇接入電路的環(huán)形變壓器T1初級(jí)線圈的線圈匝數(shù)，從而可輸出不同的低壓交流電。根據(jù)線圈接入電路的匝數(shù)設(shè)定開關(guān)S1-4為市電關(guān)閉檔、S1-5為12V/2A檔、S1-6為12V/15A檔、S1-7為啟動(dòng)檔。而且，由于采用了環(huán)形變壓器進(jìn)行電壓變換，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車電池的充電裝置采用的疊片變壓器來說，本充電裝置具有負(fù)載能力大，隔離系數(shù)高，噪聲系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。該環(huán)形變壓器T1進(jìn)一步設(shè)有溫度跳閘部件RT1，當(dāng)環(huán)形變壓器T1的溫度達(dá)到一定值時(shí)，在本實(shí)施例中設(shè)定為90攝氏度，該溫度跳閘部件RT1就會(huì)自動(dòng)斷開，切斷交流電源，使充電裝置停止工作，從而保護(hù)環(huán)形變壓器T1避免因長時(shí)間重負(fù)荷而燒毀。
整流單元30與變壓轉(zhuǎn)換單元20的輸出端連接，用于將變壓轉(zhuǎn)換單元20輸出的交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電輸出。該整流單元30采用全波整流電路以適應(yīng)輸出大電流的需要，選用4個(gè)25A的二極管D1、D2、D2、D3、D4作為整流子與所述環(huán)形變壓器T1的次級(jí)線圈連接，確保瞬間大電流時(shí)有足夠的能力進(jìn)行整流，同時(shí)，也減少了各整流子對(duì)發(fā)熱能量的承受量。
功率轉(zhuǎn)換輸出單元40與整流單元30的輸出端連接，用于控制該充電裝置輸出端的輸出。該功率轉(zhuǎn)換輸出單元40包括機(jī)械轉(zhuǎn)換的繼電器K1，整流單元30的輸出端連接至該繼電器K1的主從觸點(diǎn)，當(dāng)繼電器K1的觸點(diǎn)閉合，充電裝置輸出端有輸出，當(dāng)繼電器K1的觸點(diǎn)斷開，充電裝置輸出端沒有輸出。繼電器K1采用30A/277VAC、20A/30VDC、COIL12VDC的大功率繼電器。這種類型的繼電器可瞬間連續(xù)通過100A的電流20秒。
啟動(dòng)控制單元50與功率轉(zhuǎn)換輸出單元40連接，用于在汽車啟動(dòng)時(shí)控制功率轉(zhuǎn)換輸出單元40接通，對(duì)汽車電池80補(bǔ)充電量，使汽車電池80有足夠的電量提供汽車啟動(dòng)所需的大電流。該啟動(dòng)控制單元50包括一三極管Q1及一負(fù)載電阻R8，該負(fù)載電阻R8的兩端分別與前述繼電器K1的輸出支路及三極管Q1的基極連接，該三極管Q1的集電極與所述繼電器K1輸入端連接，發(fā)射極連接一單刀雙擲的控制開關(guān)S2的動(dòng)觸點(diǎn)，該控制開關(guān)S2的靜觸點(diǎn)為一空置端及一接地端，在起動(dòng)狀態(tài)時(shí)，控制開關(guān)S2接通接地端。汽車電池80的電壓使三極管Q1導(dǎo)通，從而使繼電器K1觸點(diǎn)閉合，電路接通，即可對(duì)汽車電池80進(jìn)行充電，產(chǎn)生大電流，幫助汽車啟動(dòng)。
充電控制單元60也與功率轉(zhuǎn)換輸出單元40連接，用于控制在汽車電池80充電過程中功率轉(zhuǎn)換輸出單元40的動(dòng)作，使該充電裝置在汽車電池80充電完成后自動(dòng)關(guān)閉。該充電裝置接入交流電源后，通過環(huán)形變壓器T1輸出低壓交流電，再經(jīng)過整流后輸出直流電，由于整流后沒有經(jīng)過濾波，其輸出的直流電的脈動(dòng)直流電。當(dāng)充電裝置接入汽車電池80后，由于受汽車電池80兩極間電壓的影響，輸出的電源的波形變得較為平滑，而當(dāng)斷開與汽車電池80的連接后，輸出波形回復(fù)為肪動(dòng)直流，接入汽車電池80后輸出電源波形的峰值比未接入汽車電池80時(shí)輸出電源波形的峰值低，因此，可通過檢測(cè)輸出的最高峰值將其轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)來控制繼電器K1停止工作，達(dá)到自動(dòng)停止充電的目的。
該充電控制單元60包括與功率轉(zhuǎn)換輸出單元40的輸出端連接的檢測(cè)電路61、與檢測(cè)電路61連接的滯回比較電路62、與該滯回比較電路62輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路63及與該滯回比較電路62和整流單元30輸出端連接的穩(wěn)壓電路64。
穩(wěn)壓電路64包括TL431三端穩(wěn)壓器U2、濾波電容C1、C2及電阻R1、R2、R3，該三端穩(wěn)壓器U2的陽極接地，濾波電容C1與電阻R1串聯(lián)后與濾波電容C3所在支路并聯(lián)形成的支路一端接地，另一端與三端穩(wěn)壓器U2陰極連接，電阻R2兩端分別與三端穩(wěn)壓器U2的參考端及陰極連接，電阻R3一端接地，另一端與三端穩(wěn)壓器U2的參考端連接。在三端穩(wěn)壓器U2的陰極端和參考端可同時(shí)得到兩組不同的穩(wěn)壓電源，可用于向充電控制單元60提供控制電源及向滯回比較電路62提供基準(zhǔn)電源。
檢測(cè)電路61用于檢測(cè)汽車電池80的電壓，該檢測(cè)電路61包括串聯(lián)在該充電裝置輸出端之間的可調(diào)電阻VR1和固定電阻R11、R12，固定電阻R11、R12之間形成該檢測(cè)電路61的輸出端。
滯回比較電路62用于根據(jù)檢測(cè)電路61提供的電壓向驅(qū)動(dòng)電路63提供控制信號(hào)，控制驅(qū)動(dòng)電路63接通或斷開。該滯回比較電路62包括LM358集成電路芯片U1、負(fù)載電阻R4、R5及連接于該LM358集成電路芯片引腳2和引腳3之間的電容C2，且該LM358集成電路芯片U1的引腳1、引腳6短接后與所述電阻R4一端串接，該電阻R4另一端與所述LM358集成電路芯片U1的引腳3連接后與電阻R5串聯(lián)并與前述穩(wěn)壓電路64的參考端連接，獲取基準(zhǔn)電壓，電源引腳8與前述穩(wěn)壓電路64的陰極端連接獲取控制電源，輸入引腳2與檢測(cè)電路61的輸出端連接，獲取檢測(cè)電壓，輸出引腳7與驅(qū)動(dòng)電路63連接，輸出控制信號(hào)，引腳4接地。
驅(qū)動(dòng)電路63用于根據(jù)滯回比較電路62輸出的控制信號(hào)控制功率轉(zhuǎn)換輸出單元40的輸出，包括與LM358集成電路芯片U1輸出引腳7連接的電壓跟隨器631及驅(qū)動(dòng)三極管Q2，該驅(qū)動(dòng)三極管Q2基極同時(shí)連接到由電阻R9、R10組成的分壓電路及電壓跟隨器631的輸出端，且其發(fā)射極接地，集電極與繼電器K1連接。前述電阻R9、R10組成的分壓電路串聯(lián)在該充電裝置的輸出端之間。滯回比較電路62引腳7輸出的高電平或低電平的控制信號(hào)經(jīng)過電壓跟隨器631控制驅(qū)動(dòng)三極管Q2導(dǎo)通或斷開，從而控制繼電器K1接通或斷開，使該充電裝置斷開與汽車電池80的連接后無電壓輸出，充電完成后自動(dòng)停止工作。
保護(hù)單元70用于工作過程中對(duì)充電裝置進(jìn)行保護(hù)。主要包括用于重負(fù)載保護(hù)的電流跳閘部件71用于輸出短路和反接保護(hù)的保護(hù)電路72。該電流跳閘部件71采用250VAC/20A12VDC/24VDC的線路斷路器F1，該線路斷路器71串聯(lián)在繼電器K1輸出的主支路上，該線路斷路器F1在通過100A電流時(shí)，在5-20秒之間即可斷開，從而實(shí)現(xiàn)重負(fù)載時(shí)對(duì)充電裝置的保護(hù)。而保護(hù)電路72則隱含于啟動(dòng)控制電路50和充電控制電路60的驅(qū)動(dòng)電路63中，三極管Q所在電路作為啟動(dòng)狀態(tài)的短路和反接保護(hù)電路，三極管Q2所在電路作為充電狀態(tài)時(shí)的短路和反接保護(hù)電路，該短路和反接保護(hù)電路通過控制繼電器K1斷開，達(dá)到使充電裝置在短路和反接情況下無法工作的目的。
控制開關(guān)S2可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能與充電功能的切換，該控制開關(guān)S2為單刀雙擲開關(guān)，其動(dòng)觸點(diǎn)與啟動(dòng)控制單元50的三極管Q1的發(fā)射極連接，其靜觸點(diǎn)分別為空置和接地狀態(tài)，當(dāng)該控制開關(guān)S2置于S2-1的空置位置時(shí)，進(jìn)入充電功能選項(xiàng)，當(dāng)其置于S2-2的接地位置時(shí)，啟動(dòng)控制單元發(fā)揮作用，進(jìn)入啟動(dòng)功能選項(xiàng)。
該充電裝置的輸出端的負(fù)極串聯(lián)有一直流電流表120，以顯示整個(gè)充電裝置在充電過程中的電流情況。
該充電裝置工作時(shí)，接入220V的交流電源，閉合開關(guān)S1-7，即選擇啟動(dòng)檔，交流電從N端流經(jīng)環(huán)形變壓器T1的初級(jí)線圈，經(jīng)過溫度跳閘RT1到達(dá)L端，形成閉合回路，同時(shí)，在環(huán)形變壓器T1的次級(jí)線圈輸出相應(yīng)的低壓交流電。次級(jí)線圈輸出的交流電經(jīng)由D1、D2、D3、D4四個(gè)整流二極管所組成的全波整流電路整流后，成為脈動(dòng)直流電，由于此時(shí)繼電器K1觸點(diǎn)沒有閉合，所以該充電裝置的輸出端沒有輸出電壓。再把控制開關(guān)S2撥到S2-2的位置，即啟動(dòng)控制單元發(fā)揮作用，將充電裝置輸出端的正極和負(fù)極分別接入汽車電池80的正極和負(fù)極。由于汽車電池80兩間存在一定的電壓，因此，此時(shí)汽車電池80向斷電器K1和三極管Q1供電，使三極管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使繼電器K1的觸點(diǎn)閉合，該充電裝置開始對(duì)汽車電池80進(jìn)行充電，使其產(chǎn)生足夠大的電流，以使汽車啟動(dòng)。起動(dòng)后，將充電裝置與汽車電池80斷開即可，由于繼電器K1主輸出支路上串接有電流跳閘F1，因此，即使啟動(dòng)時(shí)間過長，也可自動(dòng)跳閘，切斷輸出，因而不會(huì)燒損充電裝置。
將開關(guān)S1撥到S1-6檔，即12V/12A充電檔，開關(guān)S2撥到S2-1，即充電功能位置，接入220V交流電，由于繼電器K1還沒有開始工作，所以充電裝置的輸出端沒有輸出，即使輸出端短路或反接，也不會(huì)使電路接通。當(dāng)充電裝置與汽車電池80連接時(shí)，電阻R9、R10組成的分壓電路為三極管Q2提供導(dǎo)通所需的電壓，使繼電器K1的觸點(diǎn)閉合，充電裝置開始對(duì)汽車電池80進(jìn)行充電。
并且，檢測(cè)電路61反饋電壓信號(hào)到LM358集成電路芯片U1的引腳2，由于剛進(jìn)入充電狀態(tài)時(shí)的汽車電池80電壓比較低，所以LM358集成電路芯片U1的引腳2的電壓比引腳3的基準(zhǔn)電壓低，從引腳7輸出低電平，三極管Q2仍處于導(dǎo)通狀態(tài)，充電裝置持續(xù)工作。當(dāng)汽車電池80電壓上升到一定值，本實(shí)施例為14.69VDC時(shí)，LM358集成電路芯片U1的引腳2電壓高于引腳3的電壓，其引腳7輸出高電平，使三極管Q3導(dǎo)通，從而使三極管Q2的基極為低電平，三極管Q2不再導(dǎo)通，繼電器K1的觸點(diǎn)斷開，充電裝置停止充電。但是，由于快速充電后汽車電池80的化學(xué)效應(yīng)，電池80并未達(dá)到飽和狀態(tài)，其電壓會(huì)緩慢下降，當(dāng)下降到一定值，本實(shí)施例為13VDC時(shí)，LM358集成電路芯片U1的引腳2的電壓低于引腳3的電壓，引腳7輸出低電平，三極管Q3不導(dǎo)通，三極管Q2導(dǎo)通，繼電器K1的觸點(diǎn)閉合，充電裝置再工作。如此循環(huán)，直到電池80充電飽和為止。
另外，當(dāng)開關(guān)S1選擇不同值的充電檔，開關(guān)S2撥到S2-2檔時(shí)，接入電池80后，還可對(duì)電池80進(jìn)行手動(dòng)充電。電池80提供的電壓使三極管Q1導(dǎo)通，繼電器K1的觸點(diǎn)閉合，開始進(jìn)行充電，充電完成后，將充電裝置和電池?cái)嚅_即可。
無源啟動(dòng)單元90可在無市電的情況下幫助無法啟動(dòng)或難以啟動(dòng)的汽車啟動(dòng)。參照?qǐng)D3，無源啟動(dòng)單元90包括內(nèi)置蓄電池單元91和無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元92。無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元92包括一繼電器K2、兩個(gè)三極管Q4、Q5及三個(gè)偏置電阻R14、R15、R16，繼電器K2的觸點(diǎn)接于內(nèi)置蓄電池單元91和汽車電池80的正極之間，該繼電器K2的一端接于內(nèi)置蓄電池單元91的正極，另一端接于三極管Q4的集電極，電阻R14的一端接于汽車電池80的正極，另一端與電阻R15、R16的一端連接，電阻R15、R16的另一端分別接三極管Q4的基極和汽車電池80的負(fù)極，三極管Q4的基極接三極管Q5的集電極，三極管Q4的發(fā)射極接三極管Q5的發(fā)射極，三極管Q5的基極與所述LM358集成電路芯片U1的輸出引腳7連接。無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元92可控制內(nèi)置蓄電池單元91對(duì)汽車電池80進(jìn)行充電，并在充電完成時(shí)停止工作。
參照?qǐng)D4，電壓識(shí)別單元100包括LM324N電壓識(shí)別芯片U3、發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4和電阻R29、R30、R25、R26，LM324N電壓識(shí)別芯片U3的引腳1、引腳7、引腳8、引腳14控制發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4關(guān)閉，電阻R29、R30、R25、R26組成的分壓電路所分出的電壓控制LM324N電壓識(shí)別芯片的引腳引腳3、引腳5、引腳10、引腳12。電壓識(shí)別單元100主要是用于識(shí)別判斷該內(nèi)置蓄電池單元91或汽車電池80的存電量。
上述僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.汽車充電裝置，包括變壓轉(zhuǎn)換單元，將外接的交流電壓轉(zhuǎn)換為不同的交流電壓輸出，包括環(huán)形變壓器及與該環(huán)形變壓器的初級(jí)線圈連接、用于進(jìn)行不同輸出交流電電壓選擇的轉(zhuǎn)換拔動(dòng)開關(guān)；整流單元，其輸入端與變壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接，將變壓轉(zhuǎn)換單元輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，從其輸出端輸出，為汽車電池充電，整流單元的輸出端即該汽車充電裝置的輸出端；功率轉(zhuǎn)換輸出單元，連接于整流單元的輸出端，對(duì)整流單元的輸出起開關(guān)作用；啟動(dòng)控制單元，與功率轉(zhuǎn)換輸出單元連接，在汽車啟動(dòng)時(shí)控制功率轉(zhuǎn)換輸出單元接通，使整流單元能向汽車電池輸出直流電進(jìn)行充電；充電控制單元，與功率轉(zhuǎn)換輸出單元連接，在汽車電池充電完成時(shí)控制功率轉(zhuǎn)換輸出單元斷開，停止充電。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車充電裝置，其中，所述的功率轉(zhuǎn)換輸出單元進(jìn)一步包括一繼電器，其觸點(diǎn)連接于所述整流單元的輸出端，所述的啟動(dòng)控制單元包括一三極管及一負(fù)載電阻，該負(fù)載電阻的兩端分別與前述繼電器的輸出支路及三極管的基極連接，該三極管的集電極與所述繼電器輸入端連接，發(fā)射極連接一單刀雙擲的控制開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)，該控制開關(guān)的靜觸點(diǎn)為一空置端及一接地端。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車充電裝置，其中，所述的啟動(dòng)控制單元的三極管和功率轉(zhuǎn)換輸出單元的繼電器形成汽車啟動(dòng)狀態(tài)下的短路和反接保護(hù)電路。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車充電裝置，其中，所述充電控制單元進(jìn)一步包括檢測(cè)電路，與該充電裝置的輸出端連接，用于檢測(cè)汽車電池的電壓；滯回比較電路，與前述檢測(cè)電路連接，根據(jù)檢測(cè)電路提供的電壓產(chǎn)生一控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，與前述滯回比較電路的輸出端連接，受滯回比較電路提供的控制信號(hào)控制而接通或斷開，進(jìn)而控制所述功率換輸出單元的通斷；穩(wěn)壓電路，與滯回比較電路輸入端和整流單元的輸出端連接，為充電控制單元提供控制電源和基準(zhǔn)電源。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車充電裝置，其中所述的檢測(cè)電路包括串聯(lián)于該充電裝置輸出端之間的一個(gè)可調(diào)電阻和兩個(gè)固定電阻，兩個(gè)固定電阻之間形成該檢測(cè)電路的輸出端；所述穩(wěn)壓電路包括一個(gè)三端穩(wěn)壓器、兩個(gè)濾波電容C1、C3及三個(gè)電阻R1、R2、R3，該三端穩(wěn)壓器的陽極接地，濾波電容C1與電阻R1串聯(lián)后與濾波電容C3所在支路并聯(lián)形成的支路一端接地，另一端與所述三端穩(wěn)壓器的陰極連接，電阻R2兩端分別與三端穩(wěn)壓器的參考端及陰極連接，電阻R3一端接地，另一端與三端穩(wěn)壓器的參考端連接，在該三端穩(wěn)壓器的陰極端和參考端得到兩組穩(wěn)壓電源，為滯回比較電路提供基準(zhǔn)電源和控制電源；所述滯回比較電路包括LM358集成電路芯片、負(fù)載電阻R4、R5及連接于該LM358集成電路芯片引腳2和引腳3之間的電容C2，且該LM358集成電路芯片的引腳1、引腳短接后與所述電阻R5一端串接，該電阻R5另一端與所述LM358集成電路芯片的引腳3連接后與電阻R4串聯(lián)并與前述穩(wěn)壓電路的參考端連接，獲取基準(zhǔn)電壓，電源引腳8與前述穩(wěn)壓電路的陰極端連接獲取控制電源，輸入引腳2與檢測(cè)電路的輸出端連接，獲取檢測(cè)電壓，輸出引腳7與驅(qū)動(dòng)電路連接，輸出控制信號(hào)，引腳4接地；所述驅(qū)動(dòng)電路包括一電壓跟隨器和一驅(qū)動(dòng)三極管，該電壓跟隨器的輸入端與前述LM358集成電路芯片的輸出引腳7連接，所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極同時(shí)連接到兩電阻R9、R10組成的分壓電路及電壓跟隨器的輸出端，發(fā)射極接地，集電極與功率轉(zhuǎn)換單元的繼電器連接，所述電阻R9、R10串聯(lián)組成的分壓電路接于該充電裝置的輸出端之間。
6.如權(quán)利要求5所述的汽車充電裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)三極管和功率轉(zhuǎn)換輸出單元的繼電器形成汽車充電狀態(tài)下的短路和反接保護(hù)電路。
7.如權(quán)利要求5所述的汽車充電裝置，進(jìn)一步包括一無源啟動(dòng)單元，該無源啟動(dòng)單元包括內(nèi)置蓄電池單元，連接到汽車電池，在汽車電池電量不足且無市電為汽車充電時(shí)幫助汽車啟動(dòng)；無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，連接于內(nèi)置蓄電池單元和汽車電池之間，用于在采用市電為汽車電池充電時(shí)，同時(shí)為內(nèi)置蓄電池單元進(jìn)行充電；電壓識(shí)別單元，與前述內(nèi)置蓄電池單元連接，用于判斷該內(nèi)置蓄電池單元的存電量。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車充電裝置，所述的無源啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元包括一繼電器K2、兩個(gè)三極管Q4、Q5及三個(gè)偏置電阻R14、R15、R16，繼電器K2的觸點(diǎn)接于內(nèi)置蓄電池單元和汽車電池的正極之間，該繼電器K2的一端接于內(nèi)置蓄電池單元的正極，另一端接于三極管Q4的集電極，電阻R14的一端接于汽車電池的正極，另一端與電阻R15、R16的一端連接，電阻R15、R16的另一端分別接三極管Q4的基極和汽車電池的負(fù)極，三極管Q4的基極接三極管Q5的集電極，三極管Q4的發(fā)射極接三極管Q5的發(fā)射極，三極管Q5的基極與所述LM358集成電路芯片的輸出引腳7連接。
9.如權(quán)利要求7所述的汽車充電裝置，其中，所述的電壓識(shí)別單元包括LM324N電壓識(shí)別芯片、發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4和電阻R29、R30、R25、R26，LM324N電壓識(shí)別芯片的引腳1、引腳7、引腳8、引腳14控制發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4關(guān)閉，電阻R29、R30、R25、R26組成的分壓電路所分出的電壓控制LM324N電壓識(shí)別芯片的引腳引腳3、引腳5、引腳10、引腳12。
10.如權(quán)利要求1所述的汽車充電裝置，其中，所述功率轉(zhuǎn)換輸出單元的輸出端串接有一線路斷路器。
全文摘要
汽車充電裝置，主要結(jié)構(gòu)包括變壓轉(zhuǎn)換單元、整流單元、功率轉(zhuǎn)換輸出單元、啟動(dòng)控制單元、充電控制單元。該充電裝置有優(yōu)點(diǎn)在于可在啟動(dòng)時(shí)控制該充電裝置對(duì)汽車電池進(jìn)行充電，使汽車電池有足夠的能量提供啟動(dòng)時(shí)所需的電流，從而可幫助汽車啟動(dòng)；該充電裝置還可在汽車電池電量不足且沒有市電的情況下幫助汽車啟動(dòng)；充電裝置為汽車電池充電完成后可自動(dòng)停止工作；體積小、重量輕、噪聲小、成本較低；具有專門針對(duì)充電裝置設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置，使該充電裝置不會(huì)因短路、反接等原因而被燒毀，延長其使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/02GK1960115SQ20051010441
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者林滄銘 申請(qǐng)人:林滄銘